專利名稱：一種利用陶瓷廢棄料生產泡沫陶瓷的方法
技術領域：
本發明涉及高性能結構陶瓷生產領域，尤其是涉及一種利用陶瓷廢棄料生產泡沫 陶瓷的方法。
背景技術：
泡沫陶瓷是一種三維的立體網絡骨架結構的陶瓷制品。它分布均勻且存在相互貫 通的微孔，因而具有密度小、氣孔率較高、比表面積大、低熱傳導率、耐高溫、耐腐蝕等優點。 此外，泡沫陶瓷制造工藝簡單，通過選擇不同的材質和控制加工工藝的過程，可以制成適合 于不同用途的泡沫陶瓷產品。近年來，泡沫陶瓷被廣泛應用于隔熱隔音材料、工業污水處 理、汽車尾氣處理、電工電子領域、醫用材料領域以及生物化學領域。我國在20世紀80年代初才開展泡沫陶瓷研究工作，如今部分產品已經標準化、系 列化。但由于我國的泡沫陶瓷項目起步較晚，與國外技術發展相比尚有一定差距。泡沫陶 瓷除了高鋁制材料用于高溫窯爐的保溫層外，一般用于汽車尾氣過濾等領域。保溫泡沫陶瓷不僅在生產過程中充分使用陶瓷廠的廢棄料，而且能耗小，無有害 氣體排放，無污染，而且在使用過程中，容重(密度)低、導熱系數小，保溫效果好。泡沫陶瓷與保溫材料相比的另一突出優點是吸水率低，僅為0. 5%左右，而混凝土 砌塊約為6-8%，燒結多孔磚則超過10%。這一特點特別適用于我國南方地區多雨，潮濕的 自然條件。而且其可以適用于零下100度的低溫環境，在北方地區也有很好的應用前景。現有的泡沫陶瓷主要采用聚氨酯泡沫塑料浸入適當組成和牯度的陶瓷漿料中，使 泡沫塑料均勻吸附適當陶瓷泥漿，再經過陶瓷制備工藝中的干燥、燒成工序，從而得到隅眼 狀的泡沫陶瓷。該方法制備的泡沫陶瓷容重低，強度也較高，但是原料為優質陶瓷料漿，不 能使用廢棄料。陶瓷廢棄料是陶瓷生產中的一個難題，以往常作為垃圾處理，占用大量的土地資 源，而陶瓷廢棄料用兩大類，一類為生產過程中的陶瓷泥料，含有一定的水分和其他助劑， 具有比較好的成型性能，但是成分不穩定；另一類是燒成后的陶瓷廢品，這類材料一般為大 的塊體，不含水和有機物，礦物組成基本穩定，粉磨后一般為瘠性物料，成型性能差，強度較 好。
發明內容
本發明提供了一種利用陶瓷廢棄料生產泡沫陶瓷的方法，包括以下步驟(1)將陶瓷廢棄料粉碎至lOnm-lOum，過篩，烘干；(2)將顆粒尺寸為IOnm-IOum的超細高嶺土與步驟1)中的陶瓷廢棄料粉及高溫發 泡劑球磨混合，制得陶瓷粉體；所述的超細高嶺土為市售成品，在陶瓷粉體總質量中所占的質量百分比為3 25%。所述的陶瓷廢棄料可采用日用陶瓷企業生產的報廢陶瓷，也可為建筑陶瓷企業生產的報廢陶瓷，其在原料中所占的質量百分比為35 80%。所述的高溫發泡劑為SiC粉體，也可為石墨粉體，發泡劑在陶瓷粉體總質量中所 占的質量百分比為17 40%。(3)向步驟2)制得的陶瓷粉體中加入水和表面活性劑，制備成陶瓷坯料。所述的水為自來水或去離子水，水的加入量為陶瓷粉體總質量的_5%。所述的表面活性劑為醋酸纖維素、聚乙烯醇、甲基纖維素、糊精，加入量為陶瓷粉 體總質量的0. 1 0.5%。(3)將步驟3)制得的陶瓷坯料擠壓成型，得到成型后的陶瓷坯料。(4)將成型后的陶瓷坯料在1000 1400°C燒結，并同時發泡，得到泡沫陶瓷。所述的陶瓷燒結可在隧道窯，電窯等窯爐中實施。燒結溫度根據配料不同在 1000 1400°C內調整。常規泡沫陶瓷的生產只加入一種發泡劑，對于采用陶瓷廢棄料作為原料的特殊體 系，僅采用發泡劑無法得到均勻分散的陶瓷，本發明中加入表面活性劑與高溫發泡劑共同 作用，該表面活性劑同時作為發泡劑使用，實驗證明經高溫發泡后，其泡沫的泡孔大小均勻 性有明顯改善，而且磨料時間明顯縮短，這樣既有利于節約成本，又提高了產品的內在質量。本發明以低廉高嶺土和陶瓷廢物料為主要原料，添加少量發泡劑和納米高嶺土， 采用粉體燒結、高溫發泡制成新型的無機保溫絕熱材料，用于民用建筑的墻體。與傳統的 燒結多孔磚相比，生產過程中不使用土地資源；和混凝土砌塊相比，在生產過程中無廢氣排 放，污染和能耗小。本項目的關鍵是納米高嶺土的應用，通過加入納米高嶺土大幅度降低燒 結溫度，從而降低生產成本和能耗，適應現有生產設備。
圖1為本發明制備方法的流程圖。
具體實施例方式實施例1將超細高嶺土、陶瓷廢棄料與碳化硅粉體球磨混合24小時，其中超細高嶺土含量 為3%，陶瓷廢棄料含量為70%，碳化硅含量為27%。加入質量比為5%的水和0. 的醋 酸纖維素，經真空擠壓獲得陶瓷原坯。陶瓷原坯經擠壓成型，得到尺寸為30cm*30cm的陶瓷 坯體，放入隧道窯中經1200°C燒結。由上所得的陶瓷容重為0. 7g/cm3,導熱系數約為0. 18ff/m · K，可應用于工業高溫、 高腐蝕條件下的保溫隔熱。實施例2將超細高嶺土、陶瓷廢棄料與碳化硅粉體球磨混合24小時，其中超細高嶺土含量 為25 %，陶瓷廢棄料含量為60 %，碳化硅含量為15 %。加入質量比為3 %的水和0. 5 %的聚 乙烯醇，經真空擠壓獲得陶瓷原坯。陶瓷原坯經擠壓成型，得到尺寸為40cm*40cm的陶瓷坯 體，放入隧道窯中經1400°C燒結。由上所得的陶瓷容重為0. 85g/cm3,導熱系數約為0. 21ff/m · K，可應用于普通建筑的保溫隔熱層。實施例3
將超細高嶺土、陶瓷廢棄料與碳化硅粉體球磨混合24小時，其中超細高嶺土含量 為15 %，陶瓷廢棄料含量為50 %，碳化硅含量為35 %。加入質量比為5 %的水和0. 2 %的甲 基纖維素，經真空擠壓獲得陶瓷原坯。陶瓷原坯經擠壓成型，得到尺寸為30cm*30cm的陶瓷 坯體，放入隧道窯中經1000°C燒結。由上所得的陶瓷容重為0. 65g/cm3，導熱系數約為0. 16ff/m · K，可應用于電廠等工 業煙囪的保溫層。
權利要求
一種利用陶瓷廢棄料生產泡沫陶瓷的方法，其特征在于包括以下步驟(1)將陶瓷廢棄料粉碎至10nm-10um，過篩，烘干；(2)將顆粒尺寸為10nm-10um的超細高嶺土過篩后與步驟(1)中的廢棄料粉及高溫發泡劑球磨混合，制得陶瓷粉體；(3)向步驟(2)制得的陶瓷粉體中加入水和表面活性劑，制備成陶瓷坯料；水的加入量為陶瓷粉體質量的1～5％，表面活性劑的加入量為陶瓷粉體質量的0.1～0.5％；(4)將步驟3)制得的陶瓷坯料擠壓成型，將成型后的陶瓷坯料在1000～1400℃燒結，并同時發泡，得到泡沫陶瓷；各成分占陶瓷粉體總質量的質量百分比為超細高嶺土 3～25％陶瓷廢棄料 35～80％高溫發泡劑 17～40％
2.根據權利要求1所述的利用陶瓷廢棄料生產泡沫陶瓷的方法，其特征在于所述的 高溫發泡劑為碳化硅或石墨。
3.根據權利要求1所述的利用陶瓷廢棄料生產泡沫陶瓷的方法，其特征在于所述的 表面活性劑為醋酸纖維素、聚乙烯醇、甲基纖維素、糊精中的一種或幾種。
全文摘要
本發明公開了一種利用陶瓷廢棄料生產泡沫陶瓷的方法，將陶瓷廢棄料粉碎，與超細高嶺土、高溫發泡劑球磨混合；混合均勻后加入水和表面活性劑形成陶瓷坯經擠壓成型，成型后的坯體高溫燒結即得泡沫陶瓷。泡沫陶瓷中所用陶瓷廢棄料的質量百分比為35～80％。本發明的優點是工藝簡單、成燒結與發泡一次完成，利用陶瓷廢棄料做為主要原料，生產成本較低、陶瓷的密度小，隔熱性能好，并且機械強度高可應用于大型工業設備的保溫隔熱和過濾有毒有害氣體。
文檔編號C04B38/02GK101830728SQ20101018354
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月26日 優先權日2010年5月26日
發明者丁新更, 楊輝, 陳良輔 申請人:浙江大學